通常必须p?p`maxT?Tinv以后节流才能制冷
积分节流效应的计算 （1）T?s图上表示
（2）?T??h??p，?h为平均微分节流效应
等温节流的效应?hT
?hT?h1?h0?cp(T1?T0)
节流后升温至节流前温度所需热量
微分节流效应， 积分节流效应 等温节流效应 ?h ?Th ?hT
2-3 气体等熵膨胀
通过膨胀机实现，对外做功 微分等熵效应 ???T?s?????p??
?sTds?dh?vdp已知
dh?CdT???T???v??
p??v?dp????T?p??则Tds?c??v?pdT?T?T?dp???
p故???T?T??v?s?????p????scp???T??0?总是具有冷效应
p对外作功的内位能的增加，都是通过消耗内动能而产生的，因此理想气体
?v?T?vT?Rp,?s?vc
p?k?1?膨胀前后温差?T?TT??p2?k2?1?T1?????1? ???p?1????T?§ T1 为初温，
p2p1—为膨胀比
制冷量计算
q?h0?h2?(h0?h1)?(h1?h2)??hT?We
?hT——等温节流效应 We——膨胀输出功
要提高膨胀前后温差：（1）增加初温T1 （2）增加膨胀比膨胀机效率——等熵效率，实际焓降与理论焓降之比
?s??hpr?hth?h1?h2'h1?h2p1p2
绝热节流与等熵膨胀比较
?s??h?v??cp?温度效应和制冷量均是等熵膨胀高
qs?qh?We??
第三章 气体液化循环
§3-1 概述
1、制冷的目的：
（1） 低温气体液化，必须降温至Tcr以下，需要制冷降温 （2） 维持低温系统所需制冷以补偿冷损 （3） 如产生低温液体，补偿带走的的冷量
不同于为获取冷量的制冷目的
2、气体液化理论最小功
获得低温实现热量从低——高的转移，必须投入能量。 理想过程：等温压缩+等熵膨胀 理想最小功Wmin?WT?Ws 按
Tds?dh?dwtT?s??h?wt
?WT?T?s?T(s1?s2)?T(s1?s0) ?W???h?h?h10?sWmin?T?s??h
??s?cplnT2T1?Rlnp2p1
Wmin即为循环包围的面积
理想最小功是全面可逆循环的过程组成循环，如果有不可逆过程则系统s?，
?s与T1（环境温度）的乘积，T?s即是不可逆所致
3、液化循环指标 有理论最小功
单位能耗（获得1kg液态气体所消耗的功）W0?为1kg气体的液体量]
制冷系数，制冷量与耗功之比（单位耗功的制冷量）??生的液化冷量] q0?z(h1?h0)
循环效率又称热力不完善度，为实际循环制冷系数?pr与理论循环系数?th之
q0WWZ[W为1kg气体耗功 Z
[q01kg气体产
比。
?ag??pr?th?q??0?w?pr?????q0????w??WminWpr?th?
也是理论最小功与实际耗功之比。
§3-2 空气 氧 氮的节流液化循环
ArO2N2性质接近、循环相似，O2N2主要来自空气。
低温液化循环：
（1） 节流液化循环：利用节流装置，获得等温节流效应
（2） 带膨胀机的液化循环：利用膨胀机获取大的等熵膨胀制冷量 （3） 带气体制冷机的液化循环：利用其它的低沸点工质的气体制冷效应来
液化。
（4） 复叠式液化循环：利用不同沸点工质逐级冷却最终液化 （1）+（2）是自身制冷，最常见，特别是ArO2N2
由于节流装置结构简单、可靠，使用方便，但不可逆，制冷量小。
一、一次节流液化循环
是最早的液化循环，被德国的林德所采用，故命名林德循环。 1、理想循环
等温压缩 → 等压冷却 → 节流膨胀 → 液化 ↓
——————————←等压复热
起动过程：节流过程逐渐降温，直至到达稳定状态 液化量：1kg空气，h2?h0z?(1?z)h1 z?单位冷量 q0???hT
由于h1?h0一定（状态参数）z~??hT
要想获得较多液化量，等流节流效应要大，??hT是压力的函数（环境温度一定时）
h1?h2h1?h0???hTh?h0kgkgAi r??(?hT)????0 ??p?T实际上是?h????p???0 转化曲线上
??T要T1一定，p1一定，则等熵压缩的最佳压力应在等温线与转化线的交点
2、实际循环 不可逆因素：
a、 压缩机过程不可逆，用?T来反映
b、换热器又温差，不完全换热，q2?(1?zpr)cp(T1'?T1) c、 跑冷（装置大小、绝热条件等）q3 实际液化量 zpr???hT??qh1'?h2??h?
单位（加工空气）制冷量为 q0???hT??q
p2适当升高，p1升高，高压气体T下降，对提高?有利。
二、有预冷的一次节流液化循环 降低高压气体温度，减小换热器的温差
zpr???hT?q0c??qh?h0`1
三、二次节流液化循环 提高p1
循环气体 高压气体节流 进高压压机
中压节流 进低压压机
液体
§3-3等膨胀机的空气液化循环 一、克劳特循环
根据系统能量守恒的关系，并考虑跑冷损失q3，不完全热交换损失q2